d?qV?4?25/3600u?4?0.0595m?59.5mm

?2.5选公称直径65mm的低压流体输送用焊接钢管 管径为?75.5mm?3.75mm，内径d?75.5?3.75?2?68mm 最后计算流速 u?qV?4?225/3600d?4?1.91m/s

2?(0.068)此流速在表1-4中的1.5～3.0m/s范围内 (2)选离心泵

?p?u2扬程 H??Z????Hf

?g2g?p?0,?u2?0,?Z?20 m

Re?du???0.068?1.91?998.2?1.29?105 ?31.004?10查得??0.0218

l?leu245(1.91)2?Hf???0．0218???2.68 m

d2g0.0682?9.81扬程 H?20?2.68?22.68 m 有效功率 Pe?qV?gH?设泵的效率?=0.65 轴功率 P?Pe1.54==?.237kW ?0.6525?998.2?9.81?22.68?1540W?1.54 kW 3600选用离心泵IS65?50?160

其流量范围为15～，轴功率为30m3/h，扬程范围为35～30m，转速为2900r/min2.65～3.71kW，汽蚀余量?h?2～2.5m。

【2-12】有一台离心泵的额定流量为16.8m3/h，扬程为18m。试问此泵是否能将密度为1060kg/m3，流量为250L/min的液体，从敞口贮槽向上输送到表压为30kPa的设备中？敞口贮槽与高位设备的液位垂直距离为8.5m。管路的管径为?75.5mm?3.75mm，管长为124m（包括直管长度与所有管件的当量长度），摩擦系数为0.03。

解 流量qV?250L/min?流速 u?qV?2250?60?15m3/h 100015/3600?4d?4?1.15m/s

2?(0.068)l?leu2?pH??Z????压头

?gd2g30?103124(1.15)2 ?8.5??0.03???15.1m液柱

1060?9.810.0682?9.81

29

流量与压头都略小于额定值，该泵可以用。

往复泵

【2-13】有一台双动往复泵，其活塞的行程为300mm，活塞直径为180mm，活塞杆直径为50mm。若活塞每分钟往复55次，其理论流量为若干？又实验测得此泵在26.5min内能使一直径为3m的圆形贮槽的水位上升2.6m，试求泵的容积效率（即实际流量/理论流量）。

解 活塞行程S?300mm?0．3m，活塞直径D?0.18m，活塞截面积A?活塞杆直径d?0．05m，活塞杆截面积a?活塞往复频率 n?55／ m1in??)S?n2(??018．2??0．052?)0．3?55?0807.理论流量 qV理?(2A?a443?4D2??4??0.18?

2?4d2??4?(0．05)2

m/ min实际流量 qV实??4?32?2.6?1?0．693m3/m in26.5 ?qV实/qV理?0.693/0.?807. 0859容积效率 ?气体输送机械

【2-14】有一台离心式通风机进行性能实验，测得的数据如下：空气温度为20℃，风机出口的表压为230Pa，入口的真空度为150Pa，送风量为3900m3/h。吸入管与排出管的内径分别为300mm及250mm，风机转速为1450r/min，所需轴功率为0.81kW。试求风机的全风压、静风压及全风压效率。

解 已知风量qV?3900m3/h，吸入管内径d1?0.3m，排出管内径d2?0.25m 吸入管风速 u1?3900/3600? ?15.3m/s ?2?2d1?(0.3)4422qV?d??0.3?排出管风速 u2?u1?1??15.3????22m/s

?0.25??d2?℃，p?101.325kPa下，空气密度?=1.205kg/m3 t?20℃1.20?5(1.25)3进口动压 pd1???141Pa

221.20?5(出口动压 pd2??222?u22?u122)2?292Pa

进口静压 ps1??150Pa，出口静压 ps2?230Pa

（ps1?Pd1）??230?292????150?140??532Pa 全风压 pt?(ps2?Pd2)?静风压 pst?pt?p a532?292?2P402d?

30

已知轴功率 P?0.81kW?有效功率 Pe? 081WptqV53?23900??576W 36003600Pe576??0.711 P810全风压效率 ??【2-15】仓库里有一台离心式通风机，其铭牌上的流量为1.27?103m3/h，全风压为1.569kPa。现想用它输送密度为1.0kg/m3的气体，气体流量为1.27?103m3/h，全风压为1.3kPa。试问该风机是否能用？

解 通风机铭牌上的风量与全风压是在标定条件(20℃，101.325kPa)下用空气测定的，标定条件下空气的密度为1.2kg/m3。

现在把气体在操作条件下的流量1.27?103m3/h及全风压1.3kPa换算为标定条件下的风量qV0及全风压pt0。

qV01.27?103?1.0??1.058?103m3/h

1.2pt0?1.3?1.2?1.56 kPa 1.0被输送气在标定条件下的风量及全风压都稍低于通风机铭牌上的风量及全风压，该风机可以使用。

【2-16】有温度为25℃、流量为60m3/min的空气，从101kPa压缩到505kPa（均为绝对压力），绝热指数为1.4，试求空气绝热压缩后的温度，并求等温压缩和绝热压缩所需理论功率，假设为理想气体。

?p?解 （1） T2?T1?2??p1???1??505???273?25????101?1.4?11.4?472K?199℃

(2) 等温压缩 Wiso?RT1?p2?8.314?298ln???ln(5)?137.5kJ/kg M?p1?29??1.185 kg/m3,qV?60m3/min?1m3/s

流量 qm?qVp?1?1 .18?5.1kg18s/5功率 Piso?Wisoqm?137.5?1.185?163 kW (3) 绝热压缩 W ad?kR1.48.314?(472-298)?174.6 kJ/kg ?T2?T1???k?1M0.429功率 Pad?Wadqm?174.6?1.185?207kW

第三章 沉降与过滤

沉 降

31

【3-1】 密度为1030kg/m3、直径为400?m的球形颗粒在150℃的热空气中降落，求其沉降速度。

?5解 150℃时，空气密度??0.835kg/m3，黏度??2.41?10Pa?s

颗粒密度?p?1030kg/m3，直径dp?4?10?4m 假设为过渡区，沉降速度为

?4g(?p??)ut????225??22??4?(9.81)2(1030)2?3?4?dp????4?10?1.79m/s ?5??225?2.41?10?0.835??1314dput?4?1?0?.1?7．98350验算 Re?=?248. ?5?2.41?10为过渡区

【3-2】密度为2500kg/m3的玻璃球在20℃的水中和空气中以相同的速度沉降。试求在这两种介质中沉降的颗粒直径的比值，假设沉降处于斯托克斯定律区。

解 在斯托克斯区，沉降速度计算式为

2ut?dp??p???g/18?

由此式得（下标w表示水，a表示空气）

2218ut??p??w?dpw(?p??a)dpa=? g?w?adpwdpa?(?p??a)?w(?p??w)?a 查得20℃时水与空气的密度及黏度分别为

?w?998.2 kg/m3,?w?1.004?10?3Pa?s ?a?1.205kg/m3,?a?1.81?10?5Pa?s

已知玻璃球的密度为?p?2500kg/m3，代入上式得

dpwdpa(2500?1.205)?1.004?10?3?9.61

(2500?998.2)?1.81?10?5?【3-3】降尘室的长度为10m，宽为5m，其中用隔板分为20层，间距为100mm，气体中悬浮的最小颗粒直径为10?m，气体密度为1.1kg/m3，黏度为21.8?10?6Pa?s，颗粒密度为4000kg/m3。试求：(1)最小颗粒的沉降速度；(2)若需要最小颗粒沉降，气体的最大流速不能超过多少m/s? (3)此降尘室每小时能处理多少m3的气体？

33?6kg/m,??1.1kg/m,??21.?810Pa? s解 已知dpc?10?10?6m,?p?4000 32